一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置及使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置及使用方法，屬于電梯技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，臺(tái)階式自動(dòng)扶手電梯在各大商場(chǎng)、大型超市、地鐵等各種大型公眾場(chǎng)合廣泛安裝。隨著自動(dòng)扶手電梯的廣泛應(yīng)用，安全問(wèn)題日益凸顯，扶手電梯“吃人”的報(bào)道也屢見(jiàn)不鮮。其中有一部分原因是電梯使用者使用不當(dāng)，但也有一部分原因是電梯本身設(shè)計(jì)存在安全隱患。
[0003]現(xiàn)有超聲波技術(shù)應(yīng)用廣泛，且成本低。在不破壞媒質(zhì)特性的情況下實(shí)現(xiàn)非接觸性測(cè)量，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)在線測(cè)量。這種優(yōu)勢(shì)使得超聲波測(cè)距技術(shù)能夠運(yùn)用于多種場(chǎng)合，并得到理想的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于現(xiàn)實(shí)生活的需要，本發(fā)明結(jié)合超聲波測(cè)距技術(shù)發(fā)明了一種扶手電梯的安全裝置，保證了扶手電梯的安全運(yùn)行。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置，包括超聲波測(cè)距模塊，超聲波測(cè)距模塊分別安裝于電梯入口處踏板的朝下面和出口處踏板的朝下面，超聲波測(cè)距模塊用于測(cè)量踏板至電梯井底部的距離;所述超聲波測(cè)距模塊與單片機(jī)相連，將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī);電源模塊分別給超聲波測(cè)距模塊和單片機(jī)供電；單片機(jī)將接收到來(lái)自超聲波測(cè)距模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)與初始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，判斷踏板的開(kāi)閉狀態(tài)，并向與之相連的電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0006]對(duì)上述方案進(jìn)一步完善:
所述每個(gè)踏板上均安裝五個(gè)超聲波測(cè)距模塊，分別位于踏板的四角和中心。
[0007]所述超聲波測(cè)距模塊采用HC-SR04型的超聲波測(cè)距模塊。
[0008]所述單片機(jī)采用STM32F103芯片。
[0009]所述電源模塊將220V交流電轉(zhuǎn)換成5V直流電。
[0010]本發(fā)明還提供一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置使用方法，該方法包括以下步驟:
步驟I)單片機(jī)中預(yù)先設(shè)定踏板到電梯井底部的初始距離；
步驟2)在電梯入口處踏板和出口處踏板的底部分別安裝向下發(fā)射的五個(gè)超聲波測(cè)距模塊，分別位于踏板的四角和中心位置；
步驟3)將超聲波測(cè)距模塊分別通過(guò)串口與單片機(jī)連接，并由電源模塊給超聲波測(cè)距模塊和單片機(jī)供電，單片機(jī)另一端連接電梯的電動(dòng)機(jī)；
步驟4)超聲波測(cè)距模塊的發(fā)射端發(fā)射8個(gè)40KHz的方波，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波測(cè)距模塊的接收端接收到反射波后輸出高電平，高電平持續(xù)時(shí)間就是超聲波發(fā)射到返回的時(shí)間，通過(guò)計(jì)算得出踏板到電梯井底部的距離；
步驟5)超聲波測(cè)距模塊通過(guò)串口通信方式將信息傳至單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算以取平均值的方式得出較為準(zhǔn)確的距離，并將測(cè)得的距離與初始距離做對(duì)比、分析，通過(guò)模糊算法判斷踏板是否打開(kāi)；
步驟6)若單片機(jī)判斷踏板為打開(kāi)狀態(tài)，則向電動(dòng)機(jī)發(fā)出關(guān)閉指令，電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，使扶手電梯停止運(yùn)轉(zhuǎn);若單片機(jī)判斷踏板為關(guān)閉狀態(tài)，則不向電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，電梯正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0011]本發(fā)明利用超聲波測(cè)距技術(shù)對(duì)電梯踏板與電梯井底的距離進(jìn)行測(cè)量，使得單片機(jī)能夠及時(shí)判斷踏板的狀態(tài)，控制自動(dòng)扶手電梯的運(yùn)轉(zhuǎn)，從而預(yù)防事故的發(fā)生。
[0012]以下通過(guò)附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。
[0013]【附圖說(shuō)明】:
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)原理框圖。
[0014]【具體實(shí)施方式】:
結(jié)合圖1所示，一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置，包括超聲波測(cè)距模塊，超聲波測(cè)距模塊分別安裝于電梯入口處踏板的朝下面和出口處踏板的朝下面，超聲波測(cè)距模塊用于測(cè)量踏板至電梯井底的距離;超聲波測(cè)距模塊與單片機(jī)相連，將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī)；電源模塊分別給超聲波測(cè)距模塊和單片機(jī)供電；單片機(jī)將接收到來(lái)自超聲波測(cè)距模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)與初始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，若實(shí)時(shí)測(cè)量距離小于初始距離，則超聲波測(cè)距模塊連續(xù)測(cè)距三次，三次測(cè)量結(jié)果與前面所測(cè)量數(shù)據(jù)一致且均小于初始距離，則單片機(jī)判定踏板為開(kāi)啟狀態(tài)，單片機(jī)向與之相連的電動(dòng)機(jī)發(fā)出關(guān)閉指令，電梯停止運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0015]上述方案中的超聲波測(cè)距模塊通過(guò)串口與單片機(jī)通信實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。由于超聲波測(cè)距有一定的誤差，為減少誤差，本實(shí)施例在同一塊踏板的四角和中心各設(shè)置一個(gè)向下發(fā)射超聲波的超聲波測(cè)距模塊，用于測(cè)量踏板到電梯井底部的距離，將五個(gè)測(cè)量結(jié)果取平均值來(lái)減少誤差。
[0016]為了盡可能使測(cè)量結(jié)果精確，本實(shí)施例選用HC-SR04型的超聲波測(cè)距模塊;單片機(jī)采用STM32F103芯片，該芯片具有13個(gè)通信接口，完全可以滿足單片機(jī)與五個(gè)超聲波測(cè)距模塊之間的通信；電源模塊將220V交流電轉(zhuǎn)換成5V直流電。
[0017]基于上述方案的扶手電梯安全裝置使用方法，包括以下步驟:
步驟I)單片機(jī)中預(yù)先設(shè)定踏板到電梯井底部的初始距離；
步驟2)在電梯入口處踏板和出口處踏板的底部分別安裝向下發(fā)射的五個(gè)超聲波測(cè)距模塊，分別位于踏板的四角和中心位置；
步驟3)將超聲波測(cè)距模塊分別通過(guò)串口與單片機(jī)連接，并由電源模塊給超聲波測(cè)距模塊和單片機(jī)供電，單片機(jī)另一端連接電梯的電動(dòng)機(jī)；
步驟4)超聲波測(cè)距模塊的發(fā)射端發(fā)射8個(gè)40KHz的方波，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波測(cè)距模塊的接收端接收到反射波后輸出高電平，高電平持續(xù)時(shí)間就是超聲波發(fā)射到返回的時(shí)間，通過(guò)計(jì)算得出踏板到電梯井底部的距離；
步驟5)超聲波測(cè)距模塊通過(guò)串口通信方式將信息傳至單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算以取平均值的方式得出較為準(zhǔn)確的距離，并將測(cè)得的距離與初始距離做對(duì)比、分析，若實(shí)時(shí)測(cè)量距離小于初始距離，則超聲波測(cè)距模塊連續(xù)測(cè)距三次，三次測(cè)量結(jié)果與前面所測(cè)量數(shù)據(jù)一致且均小于初始距離，則單片機(jī)判定踏板為開(kāi)啟狀態(tài)；
步驟6)若單片機(jī)判斷踏板為打開(kāi)狀態(tài)，則向電動(dòng)機(jī)發(fā)出關(guān)閉指令，電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，使扶手電梯停止運(yùn)轉(zhuǎn);若單片機(jī)判斷踏板為關(guān)閉狀態(tài)，則不向電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，電梯正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0018]以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置，其特征在于:包括超聲波測(cè)距模塊，超聲波測(cè)距模塊分別安裝于電梯入口處踏板的朝下面和出口處踏板的朝下面，超聲波測(cè)距模塊用于測(cè)量踏板至電梯井底部的距離;所述超聲波測(cè)距模塊與單片機(jī)相連，將測(cè)量數(shù)據(jù)傳輸給單片機(jī);電源模塊分別給超聲波測(cè)距模塊和單片機(jī)供電；單片機(jī)將接收到來(lái)自超聲波測(cè)距模塊的測(cè)量數(shù)據(jù)與初始測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，判斷踏板的開(kāi)閉狀態(tài)，并向與之相連的電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置，其特征在于:所述每個(gè)踏板上均安裝五個(gè)超聲波測(cè)距模塊，分別位于踏板的四角和中心。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置，其特征在于:所述超聲波測(cè)距模塊采用HC-SR04型的超聲波測(cè)距模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置，其特征在于:所述單片機(jī)采用STM32F103芯片。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置，其特征在于:所述電源模塊將220V交流電轉(zhuǎn)換成5V直流電。6.—種如權(quán)利要求1至5任一一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置使用方法，其特征在于: 包括以下步驟: 步驟I)單片機(jī)中預(yù)先設(shè)定踏板到電梯井底部的初始距離； 步驟2)在電梯入口處踏板和出口處踏板的底部分別安裝向下發(fā)射的五個(gè)超聲波測(cè)距模塊，分別位于踏板的四角和中心位置； 步驟3)將超聲波測(cè)距模塊分別通過(guò)串口與單片機(jī)連接，并由電源模塊給超聲波測(cè)距模塊和單片機(jī)供電，單片機(jī)另一端連接電梯的電動(dòng)機(jī)； 步驟4)超聲波測(cè)距模塊的發(fā)射端發(fā)射8個(gè)40KHz的方波，超聲波在空氣中傳播，途中碰到障礙物就立即返回來(lái)，超聲波測(cè)距模塊的接收端接收到反射波后輸出高電平，高電平持續(xù)時(shí)間就是超聲波發(fā)射到返回的時(shí)間，通過(guò)計(jì)算得出踏板到電梯井底部的距離； 步驟5)超聲波測(cè)距模塊通過(guò)串口通信方式將信息傳至單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)計(jì)算以取平均值的方式得出較為準(zhǔn)確的距離，并將測(cè)得的距離與初始距離做對(duì)比、分析，通過(guò)模糊算法判斷踏板是否打開(kāi)； 步驟6)若單片機(jī)判斷踏板為打開(kāi)狀態(tài)，則向電動(dòng)機(jī)發(fā)出關(guān)閉指令，電動(dòng)機(jī)關(guān)閉，使扶手電梯停止運(yùn)轉(zhuǎn);若單片機(jī)判斷踏板為關(guān)閉狀態(tài)，則不向電動(dòng)機(jī)發(fā)出指令，電梯正常運(yùn)轉(zhuǎn)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于超聲波測(cè)距的扶手電梯安全裝置及使用方法，屬于電梯技術(shù)領(lǐng)域。通過(guò)安裝于電梯入口處踏板的朝下面和出口處踏板的朝下面上的超聲波測(cè)距模塊，對(duì)踏板與電梯井底的距離進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)距，并將實(shí)時(shí)測(cè)量結(jié)果反饋給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)與初始數(shù)據(jù)的比對(duì)，及時(shí)判斷踏板的狀態(tài)是關(guān)閉還是開(kāi)啟，若處于開(kāi)啟狀態(tài)則控制與之相連的電動(dòng)機(jī)及時(shí)關(guān)閉，使電梯停止運(yùn)轉(zhuǎn)，從而預(yù)防事故的發(fā)生。
【IPC分類(lèi)】B66B29/00, B66B25/00
【公開(kāi)號(hào)】CN105540399
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510956815
【發(fā)明人】洪榛, 謝濤琪
【申請(qǐng)人】浙江理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2015年12月18日